Схема пневматических испытаний сосудов
Пневматические испытания на прочность и герметичность регулируются «Правилами проведения пневматических испытаний изделий на прочность и герметичность» РД 26-12-29-88, а также ГОСТ 12.3.002-80, ГОСТ 16504, ГОСТ 24054-80 и другими нормативными документами.
Общие требования к проведению испытаний
Пневматические испытания проводятся для:
- проверки герметичности трубопроводов и сосудов, работающих под давлением с целью определения мест негерметичности перед сдачей объекта в эксплуатацию;
- проверки прочности трубопроводов и сосудов, работающих под давлением в случаях, когда проведение гидравлических испытаний невозможно или нерационально.
Для пневматических испытаний на прочность, чаще всего используется сжатый воздух, при давлениях до 6,3 МПа. При испытаниях на герметичность, могут быть использованы другие газы, в том числе те, на которых эксплуатируется трубопровод. Однако на объектах со взрывоопасной рабочей средой, особенно после проведения ремонтных работ на газопроводах и нефтепроводах, обязательно использование инертных газов, таких как азот.
Обнаружение негерметичности при пневматических испытаниях проводимых после монтажа изделий, осуществляется следующими методами:
- манометрическим – путем регистрации изменений давления нагнетаемого газа за определенный промежуток времени с учетом динамики его температуры;
- перетечкой газа в смежную с испытываемой полость трубопровода;
- пузырьковым – путем регистрации пузырьков газа из сосуда, помещенного в воду;
- обмыливание – регистрация пузырьков мыльного раствора;
- акустического течеискания – регистрация ультразвуковых акустических волн, возбуждаемых при вытекании газа через негерметичные швы.
Испытательное давление
Величина давления газа при пневматических испытаниях на герметичность для трубопроводов и сосудов, работающих под избыточным давлением, должна быть равной рабочему давлению эксплуатации, но не выше расчетного.
Для изделий с расчетным давлением до 10 МПа, допускается проведение пневматических испытаний на герметичность до проведения гидравлических испытаний, при этом испытательное давление не должно превышать 10% от расчетного.
Требования к безопасности
Перед проведением пневматических испытаний на герметичность, требуется обязательное соблюдение ряда условий:
- предварительно проведенные испытания на прочность;
- участок вокруг испытуемого объекта должен быть огражден, также должны быть вывешены предупреждающие таблички;
- испытуемый объект, должен быть тщательно закреплен посредством утяжелителей;
- на испытуемом объекте, который находится под избыточным давланием, запрещается обстукивание, устранение мест негерметичности и других неисправностей, подсоединение и отсоединение трубопроводов и пр.
Проведение испытаний на прочность
При проведении испытаний на прочность, давление в трубопроводе (сосуде) должно повышаться постепенно. Перед проведением периодических осмотров испытуемого объекта, набор давления должен прекращаться. Компрессорная установка должна быть выключена, установлена блокировка включения. Такой порядок допускается при наборе давления до 60% от испытательного.
Дальнейшее повышение давления до достижения испытательного следует выполнять с обязательными остановками:
- для объектов с испытательным давлением менее 12,5 МПа – при достижении 80% и 90% испытательного давления;
- для объектов с испытательным давлением от 12,5 МПа до 50,0 МПа – при достижении 60%, 80%, 90% и 95% испытательного давления;
Длительность остановок – не менее 3 минут, при этом запрещен доступ людей к объекту, выход из укрытия и пр. действия.
Испытательное давление на прочность должно выдерживаться в течение периода времени, предусмотренного программой испытаний. После чего, давление снижается до расчетного, при котором проводятся испытания на герметичность.
Проведение испытаний на герметичность
Пневматические испытания на герметичность, выполняется на трубопроводах (сосудах) которые прошли предварительные гидравлические или пневматические испытания на прочность. Также как при проведении испытаний на прочность, давление газа в изделии следует поднимать постепенно с остановками и осмотрами вплоть до достижения испытательного давления.
Остановки и осмотры рекомендуется производить по достижении ступеней давлений, приведенных ранее. На время осмотра подъем давления должен прекращаться. При этом испытательное давление в трубопроводе (сосуде) должно сохраняться на время оценки герметичности объекта.
В случае обнаружения мест негерметичности, перед началом их устранения, избыточное давление в трубопроводе (сосуде) должно сбрасываться до нуля.
Требования к испытательному оборудованию и контрольным приборам
Основными приборами при проведении пневматических испытаний, являются приборы контроля давления (манометры) и температуры сжатого газа (термометры). Все приборы должны соответствовать требованиям по классу точности, а также проходить периодическую поверку в соответствии с требованиями ГОСТ 8.002-86. Верхние пределы манометров, должны соответствовать величине испытательных давлений.
Используемые в процессе испытаний предохранительные клапаны, должны быть отрегулированы на давление полного открывания в соответствии с действующими правилами и опломбированы.
Компрессорная станция, используемая при проведении пневматических испытаний, должна иметь дистанционный пульт управления с аварийной кнопкой отключения. Также рукава или трубопроводы высокого давления, подключаемые от компрессора к испытуемому объекту, должны иметь паспорта на их предварительное испытание на прочность и герметичность заводом производителем. Давление испытания трубопроводов станции, должно превышать рабочее давление компрессора на величину не менее 20%.
Источники:
«Правила проведения пневматических испытаний изделий на прочность и герметичность» РД 26-12-29-88.
Источник
165. Гидравлическому испытанию подлежат все сосуды после их изготовления, монтажа, ремонта и реконструкции (модернизации) с применением сварки, а также при их техническом освидетельствовании с периодичностью, установленной настоящими Правилами.
166. Сосуды, имеющие защитное покрытие или изоляцию, подвергаются гидравлическому испытанию до наложения покрытия или изоляции.
Сосуды, имеющие наружный кожух, подвергаются гидравлическому испытанию до установки кожуха.
Допускается эмалированные сосуды подвергать гидравлическому испытанию рабочим давлением после эмалирования.
167. Гидравлическое испытание сосудов, за исключением литых, должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле:
,
где:
P – рабочее давление сосуда (системы, в которую входит сосуд), МПа;
, – допускаемые напряжения для материала сосуда или его элементов соответственно при 20 °C и при расчетной температуре, МПа.
Отношение принимается по тому из использованных материалов элементов (обечаек, днищ, фланцев, крепежа, патрубков) сосуда, для которого оно является наименьшим.
168. Гидравлическое испытание сосудов и деталей, изготовленных из литья, должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле:
.
Испытание отливок разрешается проводить после сборки и сварки в собранном узле или готовом сосуде пробным давлением, принятым для сосудов, при условии стопроцентного контроля отливок неразрушающими методами.
Гидравлическое испытание сосудов и деталей, изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью более 20 Дж/см2, должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле:
.
Гидравлическое испытание сосудов и деталей, изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью 20 Дж/см2 и менее, должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле:
.
169. Гидравлическое испытание криогенных сосудов при наличии вакуума в изоляционном пространстве должно проводиться пробным давлением, определяемым по формулам:
Pпр = 1,25P – 0,1 МПа
или
Pпр = 1,25P – 1 кгс/см2.
Гидравлическое испытание металлопластиковых сосудов должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле:
,
где:
Kм – отношение массы металлоконструкции к общей массе сосуда;
= 1,3 – для неметаллических материалов с ударной вязкостью более 20 Дж/см2;
= 1,6 – для неметаллических материалов с ударной вязкостью 20 Дж/см2 и менее.
170. При гидравлическом испытании вертикально установленных сосудов давление должно контролироваться по двум манометрам, установленным на верхней крышке и днище сосудов. При отсутствии такой возможности следует обеспечить учет давления столба жидкости, используемой при проведении гидравлического испытания, расчетным путем.
При этом пробное давление следует принимать с учетом гидростатического давления, действующего на сосуд в процессе его эксплуатации.
171. При заполнении сосуда водой (жидкостью) для его гидравлических испытаний воздух должен быть удален полностью.
172. В комбинированных сосудах с двумя и более рабочими полостями, рассчитанными на разные давления, гидравлическому испытанию должна подвергаться каждая полость пробным давлением, определяемым в зависимости от рабочего давления этой полости.
Порядок проведения испытания должен быть оговорен в ПКД и указан в руководстве (инструкции) по эксплуатации сосуда.
173. Для гидравлического испытания сосудов должна применяться вода с температурой не ниже плюс 5 °C и не выше плюс 40 °C, если в ПКД не указано конкретное значение температуры, допускаемой по условию предотвращения хрупкого разрушения.
Разность температур стенки сосуда и окружающего воздуха во время испытаний не должна вызывать конденсации влаги на поверхности стенок сосуда.
По согласованию с организацией-разработчиком вместо воды может быть использована другая жидкость, не оказывающая вредного влияния на сосуд.
174. При заполнении оборудования водой воздух из него должен быть удален полностью. Давление в испытываемом сосуде следует поднимать плавно и равномерно. Общее время подъема давления (до значения пробного) должно быть указано: для испытания сосуда в организации-изготовителе – в ТД, для испытания сосуда в процессе работы – в руководстве (инструкции) по эксплуатации.
Использование сжатого воздуха или другого газа для подъема давления в сосудах, заполненных водой, не допускается.
175. Давление воды при гидравлическом испытании следует контролировать не менее чем двумя манометрами. Оба манометра выбирают одного типа, предела измерения, одинаковых классов точности (не ниже 1,5) и цены деления.
176. Время выдержки сосуда под пробным давлением при изготовлении, монтаже, ремонте, реконструкции (модернизации) и техническом освидетельствовании устанавливается в руководстве (инструкции) по эксплуатации и должно быть не менее 10 мин.
В случае отсутствия указаний в руководстве (инструкции) по эксплуатации время выдержки под пробным давлением сосудов поэлементной блочной поставки, доизготовленных при монтаже на месте эксплуатации, должно быть не менее значений, указанных в таблице N 8 настоящих Правил.
Источник
Организация работ. Работы по проведению пневматического испытания аппаратов (сосудов) должны быть организованы лицом, назначенным администрацией предприятия в качестве ответственного за их исправное состояние и безопасную эксплуатацию и в присутствии лица, ответственного за надзор.
Непосредственное выполнение работ по испытанию сосудов возлагается на сменного механика или старшего машиниста компрессорного цеха. Одновременно определяется состав бригады по проведению испытания, которая обеспечивается инструментом, спецодеждой, противогазами и аптечкой.
Проводится инструктаж членов бригады и проверка знаний ими настоящей Инструкции.
Отсос аммиака из сосуда, продувка его воздухом и пневматическое испытание проводятся старшим машинистом или сменным механиком, входящим в состав бригады, под непосредственным руководством ответственного лица.
Подготовка к испытанию. Для проверки состояния сварных швов перед испытанием сосуда должна быть удалена в необходимых местах тепловая изоляция, после чего проводится тщательный внешний и в доступных местах внутренний осмотр аппарата (сосуда).
Сосуд необходимо освободить от аммиака, создав в нем вакуум. Для отсоса аммиака из сосуда следует переключить запорные вентили в аммиачной схеме, соблюдая требования Правил устройства и безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок. Правильность произведенных переключений в аммиачной схеме следует также проверить по чертежу – схеме трубопроводов холодильной установки. При отсосе аммиака и вакуумировании сосуда все прочие аппараты, охлаждающие устройства, присоединенные к аммиачному компрессору, которым производится отсос, должны быть отключены. После переключения на отсос следует выпустить из сосуда масло.
Вакуумирование и испытание давлением контролируются с помощью аммиачного манометра, установленного на всасывающем трубопроводе возможно ближе к аппарату. Манометр должен иметь непросроченную пломбу и быть исправным, а стрелка должна указывать на нуль, когда манометр снят с рабочего места.
Полное освобождение аппарата от остатков аммиака достигается неоднократным включением компрессора примерно через каждые 2 – 3 ч, пока давление в аппарате не перестанет повышаться. При отсосе аммиака из сосуда не допускается нагрев последнего каким бы то ни было способом.
Для проверки отсутствия аммиака в сосуде следует медленно открыть маслоспускной вентиль, а если его нет, медленно ослабить одно из фланцевых соединений, отвернув гайки болтов не более чем на 2 – 3 оборота, и убедиться, что через образовавшуюся неплотность внутрь аппарата засасывается воздух. Проверку необходимо производить в противогазе (марки КД).
Для полной надежности отключения сосуда от действующей холодильной системы между фланцами трубопроводов с запорными вентилями ставят заглушки со стороны сосуда, за исключением трубопроводов, через которые нагнетается воздух. Заглушки ставят на прокладках, учитывая разность между пробным давлением в сосуде и давлением в трубопроводе. Заглушки должны иметь рукоятки (хвостовики) для быстрого определения места их установки.
До испытания сосуда пневматическим давлением необходимо продуть его воздухом через полностью открытый маслоспускной вентиль (а при его отсутствии – через один из запорных вентилей у сосуда). Предохранительные клапаны сосуда должны быть отсоединены и заменены заглушками.
Проведение испытаний. Необходимое давление испытания должно быть создано с помощью специального воздушного компрессора. Сосуд, подключенный к всасывающей стороне холодильной установки, испытывают на прочность пробным давлением 1,2 (2,0) МПа [12 (20)* кгс/см2], к нагнетательной стороне – давлением 1,8 (2,5) МПа [18 (25)* кгс/см2]. (* – для нового оборудования, у которого рабочее давление равно 2,0 и 1,6 МПа (20 и 16 кгс/см2), если это оборудование не работает совместно со старым)
Испытания должны проводиться в соответствии с рабочей схемой испытаний, содержащей мероприятия по технике безопасности и утвержденной главным инженером предприятия. Рабочая схема испытаний составляется на основании принципиальной схемы испытания, приведенной на рисунке 166.
При очередном испытании на прочность под постоянным пробным давлением с помощью вентиля 4 сосуд держат в течение 5 мин, после чего давление с помощью вентиля 3 плавно снижают до рабочего, которое поддерживают во время осмотра сосуда в течение нескольких часов (но не менее трех) для выравнивания температуры воздуха в сосуде и в окружающей среде.
Температуру воздуха внутри сосуда и окружающей среды контролируют специальными термопарами или ртутными термометрами, устанавливаемыми в имеющиеся в сосуде гильзы или укрепленными на стенке сосуда. При креплении ртутного термометра к стенке сосуда должна предусматриваться надежная изоляция ртутного баллона термометра и прилегающего участка стенки сосуда от притока тепла из окружающей среды.
По истечении срока выдержки и выравнивания температур внутри сосуда и окружающей среды, а также при отсутствии течей и видимых деформаций вентилем подачи воздуха 4 по манометру 9 устанавливается в сосуде рабочее давление. Трубопровод подачи воздуха в испытываемый сосуд отсоединяется, и между трубопроводом и запорным вентилем устанавливается металлическая заглушка, после чего наблюдают за падением давления (величина падения давления определяется по специальной формуле). Время испытания (выдержка) при периодической проверке сосуда принимается менее 4 ч.
Сосуд признается выдержавшим пневматические испытания на прочность при техническом освидетельствовании и пригодным к дальнейшей эксплуатации, если: в сосуде не окажется признаков разрыва; не обнаруживается пропуска газа через сварные и паяные швы; не замечается видимых остаточных деформаций после испытаний; падение давления в сосуде не превышает 0,1 % за один час.
При пневматическом испытании сосуда запрещается добавлять аммиак к воздуху.
Пневматическое испытание сосудов должно производиться с принятием особых мер предосторожности, в том числе: на время испытания сосудов работа холодильной установки прекращается; на время испытания сосудов пробным давлением на прочность люди удаляются в безопасные места; нахождение посторонних лиц при испытании рабочим давлением, а также проведение в помещении, где находится сосуд, каких-либо работ, не связанных с испытанием, запрещается; двери и окна в помещении, где испытывают сосуды, должны быть открыты, а само помещение перед испытанием надежно провентилировано; персонал цеха, обслуживающий расположенное рядом действующее оборудование, должен быть на время пневматического испытания сосуда на прочность удален в безопасное место; место испытания должно быть огорожено, вывешены предупредительные надписи у мест возможного появления посторонних лиц; запрещается под давлением делать сварку и чеканку швов сосуда, а также остукивание сварных швов молотком; вентили на трубопроводах подачи и сбора воздуха, предохранительный клапан, рабочий и контрольный манометры должны быть выведены за пределы помещения, в котором находится испытываемый сосуд, и размещены в целях безопасности за прочным защитным экраном на безопасном расстоянии; давление в сосуде должно повышаться плавно с выдержкой и проверкой плотности соединений и видимых деформаций при промежуточных и рабочих давлениях; проверка сосуда должна проводиться при промежуточном давлении, равном половине рабочего давления; время повышения в сосуде давления до 0,1 МПа (~1 кгс/см2) должно составлять 15 – 20 мин, а до половины рабочего давления – 60 – 90 мин.
При пневматическом испытании сосуда на плотность при промежуточном и рабочем давлениях плотность соединений проверяют смазкой швов, разъемов и арматуры мыльным раствором.
Если при промежуточных и рабочем давлениях обнаруживаются неплотности соединений сосудов, давление должно быть полностью снижено, после чего причины пропусков устранены. Снижение давления должно быть плавным. В случае, если для устранения пропусков требуется проведение ремонтных работ, выявленные дефекты и принятые меры по их устранению записываются в ремонтный журнал (карту). После устранения дефектов испытания проводятся повторно.
Если при промежуточных и рабочем давлениях не обнаружено утечек и видимых деформаций, давление в сосуде плавно повышается до пробного. Величина пробного давления устанавливается в соответствии с требованиями Правил устройства и безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок.
Источник